提高聯(lián)網(wǎng)高速公路路徑射頻識(shí)別系統(tǒng)可靠性方法探析

馮海偉，謝元真

（交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100191）

0 引言

近年來(lái)部分省份的實(shí)際應(yīng)用表明，目前國(guó)內(nèi)利用“射頻卡（RFID卡）＋I(xiàn)C卡”技術(shù)解決國(guó)內(nèi)高速公路聯(lián)網(wǎng)中存在的路徑識(shí)別問(wèn)題，已經(jīng)取得了多方面的技術(shù)突破，但由于射頻技術(shù)的固有局限和產(chǎn)品穩(wěn)定性等因素的制約[1]，整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)的可靠性仍有待提高。其中，系統(tǒng)的可靠性又與標(biāo)識(shí)信息的錯(cuò)誤率有直接關(guān)系，系統(tǒng)的錯(cuò)誤率主要同采用的設(shè)備有關(guān)。在設(shè)備可靠性一定的情況下，通過(guò)輔助手段來(lái)降低標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率，特別是針對(duì)可能存在標(biāo)識(shí)站信息漏寫(xiě)和漏讀問(wèn)題進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)處理，是從系統(tǒng)的角度提高其可靠性的一個(gè)關(guān)鍵手段。

1 物理模型

聯(lián)網(wǎng)高速公路路徑識(shí)別系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)站信息的漏寫(xiě)和漏讀問(wèn)題描述如圖1所示。

圖1 多義性高速公路網(wǎng)模型示意圖

圖1所示的是一個(gè)高速公路路網(wǎng)的抽象模型，其中A～E為路網(wǎng)內(nèi)的收費(fèi)站，abcde為路網(wǎng)內(nèi)的標(biāo)識(shí)站，理論上從A點(diǎn)至E點(diǎn)共有四條路可供選擇，即AadE、AacefE、AbcdE和AbefE。很明顯，這四條路線都需要通過(guò)多個(gè)標(biāo)識(shí)站，在E點(diǎn)出口讀取復(fù)合通行券信息時(shí)應(yīng)該包含所有的標(biāo)識(shí)站信息，只有完整的標(biāo)識(shí)信息數(shù)據(jù)鏈才能清楚地表明車(chē)輛在路網(wǎng)內(nèi)的行使路線。比如車(chē)輛選取第二種行車(chē)路線，其出口收費(fèi)數(shù)據(jù)就一定應(yīng)該包含a、c、e和f四個(gè)標(biāo)識(shí)站碼和通過(guò)這四個(gè)標(biāo)識(shí)站的時(shí)間。所謂標(biāo)識(shí)站漏寫(xiě)問(wèn)題是指車(chē)輛經(jīng)過(guò)標(biāo)識(shí)站時(shí)，路側(cè)系統(tǒng)沒(méi)有將某個(gè)或某幾個(gè)標(biāo)識(shí)站碼和時(shí)間寫(xiě)入到復(fù)合通行券中，則在出口車(chē)道處一定讀寫(xiě)不出該標(biāo)識(shí)站的信息。所謂標(biāo)識(shí)站漏讀問(wèn)題，是指在車(chē)輛行駛過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)漏寫(xiě)問(wèn)題，只是在收費(fèi)出口處沒(méi)有讀出某一標(biāo)識(shí)站信息。漏讀和漏寫(xiě)問(wèn)題是多路徑識(shí)別過(guò)程中可能遇到的情況，必須通過(guò)一些技術(shù)手段予以解決，才能準(zhǔn)確收取車(chē)輛的通行費(fèi)，避免造成糾紛。

2 解決方案

本文擬采用軟件和硬件兩種方式解決上述問(wèn)題。

硬件的主要辦法是通過(guò)在單一路徑增加路側(cè)設(shè)備來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。如單套路側(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確率為95%，則誤寫(xiě)率為5%，若增加一套設(shè)備，則系統(tǒng)的誤寫(xiě)率會(huì)降低到2.5%。其他通過(guò)硬件提高系統(tǒng)準(zhǔn)確度的方法主要通過(guò)標(biāo)識(shí)站點(diǎn)的設(shè)置方案優(yōu)化等方式實(shí)現(xiàn)[2]。

軟件方法主要包括數(shù)據(jù)分析查詢關(guān)鍵技術(shù)和超時(shí)表關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)據(jù)分析查詢關(guān)鍵技術(shù)的核心是利用出口收費(fèi)車(chē)道的復(fù)合通行券讀寫(xiě)器讀取復(fù)合通行券上的收費(fèi)站和標(biāo)識(shí)站的編號(hào)信息，比較編號(hào)的排序情況和收費(fèi)路網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)于明顯漏寫(xiě)的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行分析判斷，并進(jìn)行處理。如圖1所示，車(chē)輛選取AbcdE行車(chē)路線，但是在標(biāo)識(shí)站d處發(fā)生了漏寫(xiě)錯(cuò)誤，在出口處讀出的標(biāo)識(shí)站編號(hào)的順序是Abc，但是車(chē)輛到達(dá)E點(diǎn)且編號(hào)順序?yàn)锳bc，就說(shuō)明該車(chē)必然通過(guò)了標(biāo)識(shí)站d，讀出的收費(fèi)信息不全說(shuō)明車(chē)輛在標(biāo)識(shí)站d處發(fā)生漏寫(xiě)錯(cuò)誤。收費(fèi)員經(jīng)過(guò)判斷后，應(yīng)按照車(chē)輛實(shí)際行駛的路線進(jìn)行收費(fèi)。在出口讀取復(fù)合通行券中IC卡內(nèi)的入口信息。如果此信息丟失，還可以讀取復(fù)合通行券中RFID卡的入口備份信息；若兩個(gè)信息全部都無(wú)法讀出，可通過(guò)復(fù)合通行券號(hào)在路段中心數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢?nèi)肟谛畔ⅰ．?dāng)然，在車(chē)輛實(shí)際行駛時(shí)可能出現(xiàn)多個(gè)標(biāo)識(shí)站漏讀的情況，此時(shí)收費(fèi)員已經(jīng)無(wú)法利用簡(jiǎn)單的邏輯分析來(lái)進(jìn)行判斷，收費(fèi)員只能將整條行駛路線分為已進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別的路段和未進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別的路線，對(duì)于已進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別的路段按精確方法收取費(fèi)用，對(duì)于未進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別的路線按最短路徑收取費(fèi)用，同時(shí)將此條記錄設(shè)定為特殊事件進(jìn)行標(biāo)注。

超時(shí)表關(guān)鍵技術(shù)的核心是提取復(fù)合通行券上的收費(fèi)站和標(biāo)識(shí)站的編號(hào)信息，計(jì)算出車(chē)輛完成編號(hào)數(shù)據(jù)提供的多種可能路線所需的時(shí)間，并與通行券上的實(shí)際時(shí)間進(jìn)行比較，認(rèn)定相對(duì)時(shí)間比校接近的路線就是車(chē)輛實(shí)際行駛路線。如圖1所示，在出口處讀出的標(biāo)識(shí)站編號(hào)是Ab，據(jù)此不能判斷車(chē)輛選取的是AbcdE路線還是AbefE路線。如果比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)際車(chē)輛行駛時(shí)間與AbcdE路線行駛的平均時(shí)間更接近，即可認(rèn)定AbcdE路線為車(chē)輛實(shí)際行駛路線。但是需要指出的是如果兩條路線的里程相差不大，則超時(shí)表技術(shù)不再適用。

3 結(jié)語(yǔ)

利用數(shù)據(jù)分析查詢、超時(shí)表等關(guān)鍵技術(shù)，可以有效提高聯(lián)網(wǎng)高速公路路徑射頻識(shí)別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，希望文中的觀點(diǎn)對(duì)相關(guān)工程開(kāi)展有一定的幫助作用。

[1]馮海偉，謝元真.射頻標(biāo)簽技術(shù)解決多路徑識(shí)別的屏蔽問(wèn)題及措施[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006，（12）：68-69.